KR20110055617A - 화학적 기계적 폴리싱 시스템을 위한 개선된 방법 - Google Patents

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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

둘 이상의 기판을 동시에 폴리싱할 수 있는 충분히 큰 패드 상에서 기판을 폴리싱하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은 제 1 기판 및 제 2 기판을 폴리싱 모듈의 단일 폴리싱 표면에 대해서 동시에 가압하는 단계, 제 1 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 1 기판의 전방에서 제 1 유체 전달 아암으로부터 폴리싱 유체를 제공하는 단계, 제 2 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 2 기판의 전방 위치에서 제 2 유체 전달 아암으로부터 폴리싱 유체를 제공하는 단계, 제 1 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 1 기판의 뒤쪽 위치에서 제 1 컨디셔너를 이용하여 폴리싱 표면을 컨디셔닝하는 단계, 및 제 2 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 2 기판의 뒤쪽 위치에서 제 2 컨디셔너를 이용하여 폴리싱 표면을 컨디셔닝하는 단계를 포함한다.

Description

화학적 기계적 폴리싱 시스템을 위한 개선된 방법 {METHOD FOR AN IMPROVED CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM}
본원 발명의 실시예는 전체적으로 반도체 제조 이용하기에 적합한 화학적 기계적 폴리싱 시스템에 관한 것이다.
반도체 기판 제조 중에, 화학적 기계적 폴리싱 또는 CMP를 이용하는 것이 선호되는데, 이는 집적회로(IC) 제조에서 다마신 인터커넥트(damascene interconnects)가 널리 이용되고 있기 때문이다. 많은 상용 CMP 시스템이 강력한 폴리싱 성능을 제공하지만, 정밀한 제조 기술이 요구되는 보다 작은 라인 폭으로의 이동 그리고 처리량(throughput) 증대 및 저렴한 소모 비용에 대한 계속적인 요구로 인해서 폴리싱 시스템이 지속적으로 개선되고 있다. 또한, 대부분의 통상적인 폴리싱 시스템은 프로세싱 루틴(routines)에 대한 변화에 대해서 제한된 탄력성을 가지며, 그에 따라 단일 툴(tool)을 통해서 운영될 수 있는 프로세스들의 다양성을 제한한다. 따라서, 특정의 새로운 프로세싱 루틴이 새로운 또는 전용 툴을 필요로 할 수 있을 것이고, 또는 실질적인 툴 구성을 변화시키기 위해서 시설을 중단시킴으로써 비용이 발생할 수 있을 것이다.
그에 따라, 개선된 화학적 기계적 폴리싱 시스템에 대한 요구가 있다 할 것이다.
개략적으로, 본원 발명은 둘 이상의 기판을 동시에 폴리싱할 수 있는 충분히 큰 패드 상에서 기판을 폴리싱하는 방법을 제공한다. 일 실시예에서, 폴리싱 방법은 제 1 기판 및 제 2 기판을 폴리싱 모듈의 단일 폴리싱 표면에 대해서 동시에 가압하는 단계, 제 1 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 1 기판의 전방에서 제 1 유체 전달 아암으로부터 폴리싱 유체를 제공하는 단계, 제 2 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 2 기판의 전방 위치에서 제 2 유체 전달 아암으로부터 폴리싱 유체를 제공하는 단계, 제 1 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 1 기판의 뒤쪽 위치에서 제 1 컨디셔너를 이용하여 폴리싱 표면을 컨디셔닝하는 단계, 제 2 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 제 2 기판의 뒤쪽 위치에서 제 2 컨디셔너를 이용하여 폴리싱 표면을 컨디셔닝하는 단계, 그리고 제 1 및 제 2 전달 아암으로부터 분배되는 유체의 존재하에서 제 1 및 제 2 기판을 폴리싱하는 단계를 포함한다.
본원 발명의 전술한 특징들이 보다 구체적으로 이해될 수 있도록, 첨부 도면들에 일부가 도시된 실시예들을 참조하여 본원 발명을 보다 특정하여 이하에서 설명한다. 그러나, 첨부 도면들은 본원 발명의 전형적인 실시예들만을 도시한 것이고 그에 따라 본원 발명의 한정하는 것으로 해석되지 않아야 할 것이며, 본원 발명은 다른 균등한 실시예들도 포함할 것이다.
도 1은 화학적 기계적 폴리싱 시스템의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 2는 본원 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 폴리싱 스테이션을 부분적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본원 발명의 일 실시예에 따라 실행될 수 있는 다수 기판을 동시에 폴리싱하는 방법을 도시한 흐름도이다.
이해를 돕기 위해서, 가능한 경우에 동일한 참조 부호를 사용하여 도면들에서 공통되는 동일한 구성요소를 표기하였다. 별다른 언급이 없는 경우에, 일 실시예의 그러한 구성요소들 및 특징들은 다른 실시예에서도 유리하게 포함될 수 있을 것이다.
그러나, 첨부 도면들은 본원 발명의 전형적인 실시예들만을 도시한 것이고 그에 따라 본원 발명의 한정하는 것으로 해석되지 않아야 할 것이며, 본원 발명은 다른 균등한 실시예들도 포함할 것이다.
본원 발명의 실시예는 개선된 화학적 기계적 폴리싱 시스템을 위한 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 화학적 기계적 폴리싱("CMP") 시스템(100)의 일 실시예를 도시한 평면도이다. CMP 시스템(100)은 팩토리 인터페이스(102), 세정장치(104) 및 폴리싱 모듈(106)을 포함한다. 습식 로봇(108)이 제공되어, 팩토리 인터페이스(102)와 폴리싱 모듈(106) 사이에서 기판(170)을 이송한다. 습식 로봇(108)은 또한 폴리싱 모듈(106)과 세정장치(104) 사이에서 기판을 이송하도록 구성된다. 팩토리 인터페이스(102)는 건식 로봇(110)을 포함하고, 그러한 건식 로봇은 하나 또는 둘 이상의 카셋트(114)와 하나 또는 둘 이상의 이송 플랫폼(116) 사이에서 기판(170)을 이송하도록 구성된다. 도 1에 도시된 일 실시예에서, 4개의 기판 저장 카셋트(114)가 도시되어 있다. 건식 로봇(110)은 4개의 카셋트(114)와 하나 또는 둘 이상의 이송 플랫폼(116) 사이에서의 이송을 돕기 위한 충분한 운동 범위를 가진다. 선택적으로, 건식 로봇(110)을 팩토리 인터페이스(102) 내에서 측방향으로 정위치시키기 위해서 건식 로봇(110)이 레일 또는 트랙(112) 상에 장착될 수 있고, 그에 따라 대형의 또는 복잡한 로봇 링키지가 없이도 건식 로봇(110)의 운동 범위를 넓힐 수 있을 것이다. 추가적으로, 건식 로봇(110)은 세정장치(104)로부터 기판을 수용하도록 그리고 세정된 폴리싱 기판을 기판 저장 카셋트(114)로 복귀시키도록 구성된다. 도 1의 실시예에 하나의 기판 이송 플랫폼(116)이 도시되어 있지만, 둘 또는 셋 이상의 기판 이송 플랫폼을 제공하여, 습식 로봇(108)에 의해서 폴리싱 모듈(106)로 이송되도록 둘 이상의 기판이 줄지어 정렬될 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 폴리싱 모듈(106)은 다수의 폴리싱 스테이션(124)을 포함하고, 상기 폴리싱 스테이션 상에서 기판들이 하나 또는 둘 이상의 폴리싱 헤드(126) 내에 유지된 상태로 폴리싱된다. 폴리싱 스테이션(124)은 둘 또는 셋 이상의 폴리싱 헤드(126)와 동시에 인터페이싱하도록 크기가 결정되며, 그에 따라 둘 또는 셋 이상의 기판의 폴리싱이 단일 폴리싱 스테이션(124)을 이용하여 동시에 이루어질 수 있을 것이다. 폴리싱 헤드(126)는 도 1에 점선으로 도시된 오버헤드(overhead; 상부) 트랙(128)에 장착된 캐리지(220)(도 2에 도시됨)에 커플링된다. 오버헤드 트랙(128)으로 인해서, 캐리지(220)가 폴리싱 모듈(106) 주위에 선택적으로 위치될 수 있고, 이는 폴리싱 스테이션(124) 및 로드 컵(laod cup; 122)의 위쪽에서 폴리싱 헤드(126)가 선택적으로 위치될 수 있게 돕는다. 도 1에 도시된 실시예에서, 오버헤드 트랙(128)은 원형 구성을 가지며, 그에 따라 폴리싱 헤드(126)를 보유하는 캐리지(220)가 로드 컵(122) 및 폴리싱 스테이션(124)의 위쪽에서 선택적으로 그리고 독립적으로 회전될 수 있고 및/또는 로드 컵(122) 및 폴리싱 스테이션(124)을 세정할 수 있을 것이다. 오버헤드 트랙(128)은 타원형, 달걀형, 선형 또는 기타 적절한 배향을 포함하는 다른 구성을 가질 수 있고 그리고 다른 적절한 장치를 이용하여 폴리싱 헤드(126)의 운동을 도울 수 있을 것이다.
도 1에 도시된 일 실시예에서, 2개의 폴리싱 스테이션(124)이 폴리싱 모듈(106)의 양쪽 모서리에 위치되는 것으로 도시되어 있다. 하나 이상의 로드 컵(122)은 습식 로봇(108)에 가장 가까운 폴리싱 스테이션(124)들 사이에서 폴리싱 모듈(106)의 모서리 내에 위치된다. 로드 컵(122)은 습식 로봇(108)과 폴리싱 헤드(126) 사이의 이송을 돕는다. 선택적으로, 제 3 폴리싱 스테이션(124)(점선으로 도시됨)이 로드 컵(122)에 반대쪽에서 폴리싱 모듈(106)의 모서리 내에 위치될 수 있다. 그 대신에, 로드 컵(122)의 제 2 쌍(또한 점선으로 도시됨)이 로드 컵(122)의 반대쪽에서 습식 로봇에 근접 배치된 폴리싱 모듈(106)의 모서리 내에 위치될 수 있다. 추가적인 폴리싱 스테이션(124)이 보다 큰 점유면적(footprint)을 가지는 시스템 내에서 폴리싱 모듈(106)에 통합될 수 있을 것이다.
각 폴리싱 스테이션(124)은 둘 이상의 기판을 동시에 폴리싱할 수 있는 폴리싱 표면(130) 및 각 기판에 대해서 매칭되는 수의 폴리싱 유닛을 포함한다. 폴리싱 유닛 각각은 폴리싱 헤드(126), 컨디셔닝(conditioning) 모듈(132) 및 폴리싱 유체 전달 모듈(134)을 포함한다. 일 실시예에서, 컨디셔닝 모듈(132)은 폴리싱 파편들을 제거하고 패드의 기공들을 개방함으로써 패드를 드레싱(dress)하는 컨디셔너일 수 있다. 다른 실시예에서, 폴리싱 유체 전달 모듈(134)은 슬러리 전달 아암일 수 있다. 폴리싱 표면(130)은 프로세싱 동안에 폴리싱 표면(130)을 회전시키는 플래튼(platen) 조립체(도시하지 않음) 상에서 지지된다. 일 실시예에서, 폴리싱 표면(130)은 화학적 기계적 폴리싱 및/또는 전기화학적 기계적 폴리싱 프로세스 중 하나 이상에 적합하다. 다른 실시예에서, 폴리싱 중에 플래튼은 약 10 rpm 내지 약 150 rpm, 예를 들어, 약 50 rpm 내지 약 110 rpm, 예를 들어, 약 80 rpm 내지 약 100 rpm의 속도로 회전될 수 있다.
도 2는 도 1의 폴리싱 스테이션(124)들 중 하나의 일 실시예를 도시한 부분적인 측면도이다. 둘 또는 셋 이상의 폴리싱 유닛들 중 하나 만이 도 2에 도시되어 있는데, 이는 용이한 설명을 위해서이다. 도 2에 도시된 실시예에서, 플래튼 조립체(200)가 유전체 폴리싱 패드(204)를 지지한다. 패드(204)의 상부 표면은 폴리싱 표면(130)을 형성한다. 플래튼(202)은 하나 또는 둘 이상의 베어링(212)에 의해서 내측 프레임(203) 상에서 지지된다. 플래튼(202)은 플래튼 조립체(200)를 회전시킬 수 있는 모터(208)로 샤프트(206)에 의해서 커플링된다. 모터(208)는 브래킷(210)에 의해서 내측 프레임(203)에 커플링될 수 있다. 일 실시예에서, 모터(208)는 직접 구동(direct drive) 모터이다. 샤프트(206)를 회전시키기 위해서 다른 모터도 이용될 수 있을 것이다. 도 2에 도시된 일 실시예에서, 모터(208)를 이용하여 플래튼 조립체(200)를 회전시킬 수 있고, 그에 따라 상기 조립체에 유지되는 패드(204)가 프로세싱 동안에 회전되며, 이때 기판(170)은 폴리싱 헤드(126)에 의해서 폴리싱 표면(130)에 대해서 유지된다.
일 실시예에서, 폴리싱 헤드(126)는 약 10 rpm 내지 약 150 rpm, 예를 들어, 약 50 rpm 내지 약 110 rpm, 예를 들어 약 80 rpm 내지 약 100 rpm의 속도로 회전된다. 폴리싱 헤드(126)는 기판(170)을 패드(204)에 대해서 약 0.5 psi 내지 약 5.0 psi, 예를 들어, 약 1 psi 내지 약 4.5 psi, 예를 들어 약 1.5 psi 내지 약 4.0 psi의 압력으로 가압할 수 있을 것이다. 폴리싱 헤드(126)는 바람직하게 약 10 내지 14 인치의 이동 범위를 가질 수 있다. 폴리싱 헤드(126)는 분당 1회 내지 약 40 swp/분의 스위핑(sweep) 빈도수(swp/분), 예를 들어, 약 5 swp/분 내지 약 30 swp/분, 예를 들어 약 12 swp/분 내지 약 25 swp/분의 스위핑 빈도수를 가질 수 있다. 각각의 스위핑은 약 10 내지 약 14 인치가 될 수 있을 것이다.
플래튼 조립체(200)는 폴리싱 패드(204)를 충분히 지지할 수 있을 정도로 크고, 이는 서로 다른 폴리싱 헤드(126)에 의해서 유지되고 그리고 서로 다른 폴리싱 유닛에 의해서 서비스되는 둘 이상의 기판의 폴리싱을 수용할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 유전체 폴리싱 패드(204)는 약 30 인치 보다 큰, 예를 들어, 약 30 내지 약 52 인치, 예를 들어 42 인치의 직경을 가진다. 유전체 폴리싱 패드(204)를 이용하여 2개의 기판을 동시에 폴리싱하더라도, 동시에 폴리싱되는 기판의 수 당(per) 패드의 단위 면적은 종래의 단일 기판 패드 보다 상당히 클 것이고, 그에 따라 패드 서비스 수명이 상당히 연장될 수 있을 것이다.
프로세싱 동안에 또는 다른 필요한 경우에, 컨디셔닝 모듈(132)이 활성화되어 폴리싱 표면(130)과 접촉하고 컨디셔닝할 수 있을 것이다. 추가적으로, 프로세싱 동안에, 폴리싱 유체가 폴리싱 유체 전달 모듈(134)을 통해서 폴리싱 표면(130)으로 전달된다. 폴리싱 표면(130)의 측방향 표면에 걸친 폴리싱 유체의 분배를 제어하기 위해서, 폴리싱 유체 전달 모듈(134)에 의해서 제공되는 폴리싱 유체의 분배를 선택할 수 있을 것이다. 단 하나의 폴리싱 헤드(126), 컨디셔닝 모듈(132) 및 폴리싱 유체 전달 모듈(134)이 도 2에 도시되어 있지만, 보다 많은 수의 폴리싱 헤드, 컨디셔닝 모듈 및 폴리싱 유체 전달 모듈이 가능할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 명료함을 위해서, 도 1에 도시된 바와 같이, 패드(204) 상에서 하나 이상의 부가적인 폴리싱 유닛을 수용할 수 있는 충분한 공간이 있다. 일 실시예는 하나의 폴리싱 패드(204) 상에서 둘 이상의 기판을 동시에 폴리싱하기 위해서 수용할 수 있도록 동시에 작용하는 폴리싱 헤드(126), 컨디셔닝 모듈(132) 및 폴리싱 유체 전달 모듈(134)의 둘 이상의 세트를 포함한다.
이하에서는 본원 발명의 방법을 구체적으로 설명한다. 본원 발명의 각각의 방법은 단일-패드 시스템 또는 다중-패드 시스템에서 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 여러 금속 층이 동일한 방법으로 폴리싱될 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 금속 층이 구리 층일 수 있다. 도 3은 본원 명세서에서 설명된 임의의 폴리싱 스테이션 실시예에서 실시될 수 있는 단일 폴리싱 표면 상에서 다수의 기판을 동시에 폴리싱하기 위한 방법의 흐름도이다. 폴리싱 방법은 장비 제조업자로부터 공급되는 다른 적절한 구성의 시스템에서도 실시될 수 있을 것이다. 방법(300)은 단계(310)에서 시작되고, 그러한 단계에서 표면(130)이 회전되는 동안에 제 1 기판 및 제 2 기판을 폴리싱 모듈(106)의 단일 폴리싱 표면(130)에 대해서 가압한다. 단계(320)에서, 제 1 기판이 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에, 제 1 기판 전방의 제 1 슬러리 전달 아암(134)이 제 1 기판의 전방에서 표면(130)으로 폴리싱 액체를 전달한다. 기준 점으로서, 기판 바로 밑에서 회전되는 패드의 영역을 "전방"이라 하고 기판의 아래쪽에서 단순히 회전하는 패드의 영역을 "후방"이라 한다. 일 실시예에서, 폴리싱 유체가 제 1 슬러리 전달 아암(134)으로부터 패드 표면(130)으로 약 100 sccm 내지 약 1000 sccm, 예를 들어, 약 200 sccm 내지 약 800 sccm, 예를 들어 각 아암으로부터 약 300 sccm 내지 약 600 sccm의 속도로 전달될 수 있다. 단계(330)에서, 제 2 기판이 폴리싱 표면(130)에 대해서 가압되는 동안에, 제 2 기판 전방의 제 2 슬러리 전달 아암(135)이 제 2 기판의 전방 영역으로 폴리싱 유체를 전달한다. 제 2 슬러리 전달 아암(135)은 제 1 슬러리 전달 아암(134)과 실질적으로 동일한 속도로 유체를 패드로 제공할 수 있을 것이다.
추가적으로, 기판마다에서 사용되는 슬러리의 전체적인 양이 감소될 수 있는데, 이는 기판 및 패드 양자가 동일한 슬러리 약제(agent)로 폴리싱되기 때문이다. 결과적으로, 감소된 양의 슬러리를 이용하여 다음 기판을 폴리싱할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 실리카를 슬러리 약제로서 이용할 수 있을 것이다. 슬러리 전달 아암 당 슬러리 사용 속도에 대한 파라미터가 약 100 sccm 내지 약 1000 sccm, 예를 들어, 약 200 sccm 내지 약 800 sccm, 예를 들어 약 300 sccm 내지 약 600 sccm이 될 수 있을 것이다. 슬러리 전달 아암은, 예를 들어, 약 1 swp/분 내지 약 70 swp/분, 바람직하게 약 5 swp/분 내지 약 60 swp/분, 보다 바람직하게 예를 들어 약 10 swp/분 내지 약 60 swp/분의 빈도수로 폴리싱 표면을 스위핑할 수 있을 것이다. 슬러리 전달 아암의 운동 범위는 약 2 인치 내지 약 18 인지, 예를 들어 약 6 인치 내지 약 16 인치, 예를 들어 약 7 인치 내지 약 13 인치가 될 수 있을 것이다.
단계(360)에서, 제 1 및 제 2 기판이 폴리싱 유체의 존재하에서 폴리싱된다. 폴리싱 전에, 도중에 또는 그 후에 컨디셔닝이 이루어질 수 있을 것이다. 폴리싱 중의 컨디셔닝이 양호한 결과를 나타냈다. 폴리싱 유체의 존재하에서 기판을 폴리싱하는 동안, 폴리싱 스테이션에 커플링된 종료점 검출 장치를 이용하여 금속 층의 제거 속도를 결정할 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 맴돌이 전류 종료점 탐지 방법을 이용하여 금속 층의 제거 속도를 모니터링할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 인시츄 제거 모니터(In Situ Removal Monitor; ISRM) 레이저 종료점 탐지 기술과 같은 광학적 기술을 이용하여 기판으로부터 물질이 제거되는 속도를 모니터링하거나 및/또는 폴리싱 종료점을 탐지할 수 있을 것이다.
단계(340)에서, 제 1 기판이 폴리싱 표면(130)에 대해서 여전히 가압되는 동안에, 폴리싱 표면(130)이 제 1 기판 뒤쪽의 위치에서 제 1 컨디셔너(132)로 컨디셔닝된다. 단계(350)에서, 제 2 기판이 여전히 폴리싱 표면(130)에 대해서 가압되는 동안에, 폴리싱 표면이 제 2 기판 뒤쪽의 위치에서 제 2 컨디셔너(133)로 컨디셔닝된다.
그에 따라, 하나의 기판이 현재 가압되고 폴리싱되는 패드(204)의 하나의 영역이 그러한 하나의 기판 아래로부터 회전되어 나옴(rotates out)에 따라서, 다음 기판과의 접촉에 앞서서 패드(204)의 동일한 영역이 컨디셔닝된다. 일 실시예에서, 컨디셔너가 다이아몬드-함유 표면을 포함할 수 있고, 그러한 표면은 약 1 swp/분 내지 약 40 swp/분, 예를 들어, 약 5 swp/분 내지 약 30 swp/분, 예를 들어 약 12 swp/분 내지 약 25 swp/분의 빈도수로 폴리싱 표면을 가로질러 스위핑될 수 있을 것이다. 컨디셔너가 약 0.5 내지 약 21 인치, 예를 들어, 1.0 내지 약 20 인치의 스위핑 거리를 가질 수 있을 것이다. 컨디셔너가 패드(204)에 대항하여 다이아몬드-함유 표면을, 예를 들어, 약 10 rpm 내지 약 300 rpm, 예를 들어, 약 50 rpm 내지 약 200 rpm, 예를 들어 약 80 rpm 내지 약 150 rpm의 회전 속도로 회전시킬 수 있을 것이다.
일 실시예에서, 각 기판은 2-단계 프로세스를 이용하여 폴리싱될 수 있을 것이다. 제 1 단계는 구리 세정 단계에 후속하는 구리의 벌크 두께를 제거하는 단계를 포함한다. 벌크 제거 단계는 하부 물질이 구리 층을 통해서 노출될 때 또는 그 즈음에 종료된다. 일 실시예에서, 벌크 제거 단계는 약 9,000 내지 약 10,000 Å/분의 폴리싱 속도로 구리를 제거할 수 있다. 플래튼 속도가 약 83 내지 113의 분당 회전수(rpm)로 유지되는 한편, 헤드는 약 77 내지 약 107의 분당 회전수로 회전될 수 있을 것이다. 폴리싱 헤드는 약 10 내지 14 인치의 거리를 통해서 분당 약 19 스위핑의 빈도수로 진동할 수 있을 것이다. 기판은 약 2.2 내지 약 2.9 psi의 압력으로 폴리싱 표면에 대해서 가압된다. 중성 pH를 가지는 낮은(low) 실리카 함량의 슬러리가 각 슬러리 전달 아암마다 약 300 sccm으로 이용될 수 있을 것이다. 슬러리 전달 아암은 약 19 내지 약 38의 분당 스위핑의 빈도수로 약 9 내지 11 인치 사이에서 스위핑될 수 있을 것이다. 폴리싱 동안에, 약 108 rpm으로 회전되는 동안에, 컨디셔너가 패드에 대해서 약 3 내지 약 5 psi의 힘으로 가압될 수 있을 것이다. 컨디셔너는 약 1.5 내지 약 20 인치의 거리에 걸쳐 스위핑될 수 있을 것이다.
구리 세정(clearance) 단계가 4,000 내지 5,000 Å/분의 속도로 구리를 제거하여 배리어 층을 노출시킬 것이다. 구리 세정 단계 중에, 플래튼이 약 83 내지 113의 분당 회전수로 회전될 수 있는 한편, 폴리싱 헤드는 약 77 내지 약 107의 분당 회전수로 회전된다. 기판은 폴리싱 패드에 대해서 1.1 내지 약 1.3 psi의 힘으로 가압되는 한편, 헤드는 약 19 스위핑/분의 빈도수로 약 10 내지 약 14 인치의 거리에 걸쳐 스위핑된다. 중성 pH를 가지는 낮은 실리카 함량의 폴리싱 슬러리가 슬러리 전달 아암 마다 약 2 sccm의 속도로 제공될 수 있다. 슬러리 전달 아암은 19 내지 약 38의 분당 스위핑의 빈도수로 약 9 내지 약 12 인치의 거리에 걸쳐 스위핑될 수 있을 것이다. 기판을 프로세싱하는 동안에, 컨디셔너를 약 108 rpm으로 회전시키는 동안에, 약 1.5 내지 약 20 인치의 거리에 걸쳐 컨디셔너를 스위핑하는 동안에, 약 3 psi 내지 약 5 psi의 힘으로 컨디셔너가 폴리싱 표면에 대해서 가압될 수 있다.
본원 발명은 둘 이상의 기판을 동시에 폴리싱할 수 있을 정도로 큰 패드를 제공하는 한편 각 기판의 폴리싱 후에 세정되고 컨디셔닝된 폴리싱 표면을 제공함으로써 CMP 프로세스를 위한 개선된 방법을 제공한다. 분당 약 20,000 옹스트롬(Å/분) 이하, 예를 들어, 약 2,000 Å/분 내지 약 15,000Å/분, 예를 들어 약 3,000 Å/분 내지 약 12,000 Å/분의 구리 폴리싱 속도가 얻어질 수 있을 것이며, 각 기판에서도 동일한 결과가 얻어질 것이다. 그에 따라, 개선된 폴리싱 반복성 및 폴리싱 표면의 연장된 수명이 얻어질 수 있을 것이다.
이상에서 본원 발명의 실시예들에 대해서 설명하였지만, 본원 발명의 기본 범위 내에서도 본원 발명의 다른 실시예들 및 추가적인 실시예들이 가능할 것이며, 본원 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서 결정될 것이다.

Claims (13)

  1. 패드 상에서 기판을 폴리싱하는 방법으로서:
    제 1 기판 및 제 2 기판을 폴리싱 모듈의 단일 폴리싱 표면에 대해서 동시에 가압하는 단계;
    상기 제 1 기판이 상기 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 상기 제 1 기판의 전방 위치에서 제 1 유체 전달 아암으로부터 제 1 폴리싱 유체를 제공하는 단계;
    상기 제 2 기판이 상기 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 상기 제 2 기판의 전방 위치에서 제 2 유체 전달 아암으로부터 제 2 폴리싱 유체를 제공하는 단계;
    상기 제 1 기판이 상기 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 상기 제 1 기판 뒤쪽의 위치에서 제 1 컨디셔너를 이용하여 폴리싱 표면을 컨디셔닝하는 단계; 및
    상기 제 2 기판이 상기 폴리싱 표면에 대해서 가압되는 동안에 상기 제 2 기판의 뒤쪽 위치에서 제 2 컨디셔너를 이용하여 폴리싱 표면을 컨디셔닝하는 단계를 포함하는
    기판 폴리싱 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2개의 기판 중 하나 이상에서 금속 층을 제거하는 속도를 결정하기 위해서 종료점 탐지를 이용하는 단계를 더 포함하는
    기판 폴리싱 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 층이 구리 층인
    기판 폴리싱 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    폴리싱 속도가 약 3000 Å/분 내지 약 12000 Å/분인
    기판 폴리싱 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    종료점 탐지가 맴돌이 전류 종료점 탐지 또는 인시츄 제거 모니터(ISRM) 레이저 종료점 탐지를 포함하는
    기판 폴리싱 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    이전에 폴리싱된 기판이 위치하였던 폴리싱 패드의 영역이 다음 기판과 접촉하기 전에, 추가적인 폴리싱 유체를 이용하여 상기 폴리싱 패드의 영역을 컨디셔닝하는 단계를 더 포함하는
    기판 폴리싱 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨디셔너가 약 12 swp/분 내지 약 25 swp/분의 스위핑 빈도수를 가지는
    기판 폴리싱 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨디셔너가 약 80 rpm 내지 약 150 rpm의 회전 속도를 가지는
    기판 폴리싱 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    슬러리 약제가 추가적인 폴리싱 유체로서 사용되는
    기판 폴리싱 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 슬러리 약제가 실리카인
    기판 폴리싱 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    슬러리 전달 아암 마다에서의 슬러리 사용 속도가 약 300 sccm 내지 약 600 sccm의 회전 속도인
    기판 폴리싱 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 슬러리 전달 아암이 약 10 swp/분 내지 약 60 swp/분의 빈도수로 상기 폴리싱 표면을 스위핑하는
    기판 폴리싱 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 슬러리 전달 아암이 약 7 인치 내지 약 13 인치의 범위를 가지는
    기판 폴리싱 방법.
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